Juego de trenes de engranajes: sentido de giro, velocidad y rpm
Un juego de física y tecnología para entender cómo funcionan las ruedas dentadas de una bici, un reloj o una batidora. Sale una cadena de engranajes generada al azar, con cada rueda dibujada con sus dientes reales y de un tamaño proporcional a ellos. La primera es la motriz y se ve girar, con su sentido y sus vueltas por minuto. Hay que decir qué hace la última: hacia dónde gira, si va más rápida o más lenta y, en los niveles altos, a cuántas rpm exactas. En el difícil aparece una rueda doble, dos piñones en el mismo eje, que es como se consiguen las grandes reducciones. Al responder, todas las ruedas se ponen a girar a su velocidad real.
Física · Primaria, ESO, Bachillerato
Cada vez que dos ruedas engranan, el giro se invierte; y se conserva velocidad por dientes. Con eso se resuelve cualquier cadena, y el juego obliga a aplicarlas en vez de memorizar casos: los trenes se generan al azar y nunca son los mismos.
Casi todo el mundo cree que cada rueda de en medio cambia la velocidad. No es así: solo cambian el sentido, y la velocidad final depende solo de la primera y de la última. Descubrirlo jugando, y verlo girar al corregir, se queda mucho más que leerlo en el libro de Tecnología.
En el nivel medio hay que calcular las rpm con n₁·z₁ = n₂·z₂, la fórmula de la relación de transmisión de 2.º y 3.º de ESO. Los números están elegidos para que salgan exactos, así que el esfuerzo va al razonamiento y no a la calculadora.
"Sale un tren de cuatro ruedas: la primera, de 12 dientes, gira a 60 rpm en sentido horario; después vienen una de 40, una de 15 y la última, de 36. Muchos se ponen a multiplicar rueda por rueda. Basta con la primera y la última: 60 × 12 = n × 36, así que la última gira a 20 rpm. Y como hay tres engranes, número impar, gira al revés que la primera: en sentido antihorario."
¿Prefieres aprender sin pantallas? Prueba esta versión analógica:
Busca en casa algo con engranajes: una batidora manual, un sacacorchos de alas, un reloj viejo o una bici.
Cuenta los dientes de dos ruedas que engranen y marca un diente de cada una con rotulador.
Gira la grande una vuelta completa y cuenta cuántas vueltas da la pequeña.
Comprueba que vueltas × dientes da lo mismo en las dos ruedas.
Si te gusta Engranajes, estos juegos trabajan habilidades parecidas:
Repasa la palanca y sus tres grados, las poleas, la biela-manivela, la leva y el piñón-cremallera, con explicación en cada respuesta.
Con la bici del revés, gira los pedales una vuelta con el plato grande y el piñón pequeño, y luego al revés. Contar las vueltas de la rueda es la relación de transmisión en directo.
Recortad ruedas dentadas de cartón con distinto número de dientes, clavadlas con chinchetas en un corcho y montad vuestro propio tren.
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